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वृत्त की स्पर्श रेखा

स्पर्श रेखा वह रेखा है जो वृत्त को सिर्फ़ एक बिंदु पर छूती है। उस बिंदु पर वह त्रिज्या से 90° का कोण बनाती है। बाहर के एक बिंदु से खींची गई दोनों स्पर्श रेखाएँ हमेशा बराबर होती हैं।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. यह एक वृत्त है। केंद्र O है और त्रिज्या 3 है। पीली रेखा दूर है। साझा बिंदु गिनो: 0।
  2. रेखा को पास लाओ। अब यह वृत्त को 2 लाल बिंदुओं पर काटती है। ऐसी रेखा को छेदक रेखा कहते हैं।
  3. रेखा को तब तक खिसकाओ जब तक वह बस छू ले। अब सिर्फ़ 1 बिंदु P साझा है। यह स्पर्श रेखा है। P स्पर्श बिंदु है।
  4. O को P से जोड़ो। त्रिज्या OP और स्पर्श रेखा ठीक 90° पर मिलती हैं। हरा कोना देखो।
  5. अब वृत्त के बाहर बिंदु T पर खड़े हो जाओ। यहाँ से 2 स्पर्श रेखाएँ TP और TQ बनती हैं। दोनों की लंबाई बराबर है।
  6. अब तुम्हारी बारी: रेखा और बिंदु T को खिसकाओ। बिंदु गिनो और हर बार TP = TQ जाँचो।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

स्पर्श रेखा और छेदक रेखा में क्या अंतर है?

छेदक वृत्त को 2 बिंदुओं पर काटती है, स्पर्श रेखा सिर्फ़ 1 बिंदु पर छूती है। रेखा खिसकाओ, दोनों लाल बिंदु मिलकर एक हो जाते हैं।

दूर की रेखा का कोई साझा बिंदु क्यों नहीं?

केंद्र से उसकी दूरी त्रिज्या से ज़्यादा है, इसलिए वह वृत्त तक पहुँचती ही नहीं।

त्रिज्या और स्पर्श रेखा के बीच हमेशा 90° क्यों?

OP, O से स्पर्श रेखा तक का सबसे छोटा रास्ता है, और रेखा तक सबसे छोटा रास्ता हमेशा 90° पर होता है।

T से दोनों स्पर्श रेखाएँ बराबर क्यों?

त्रिभुज OPT और OQT जुड़वाँ हैं: दोनों में 90°, बराबर त्रिज्या और वही OT। इसलिए TP = TQ।

T और दूर जाए तो क्या होगा?

दोनों स्पर्श रेखाएँ लंबी हो जाती हैं, पर बराबर रहती हैं। OT स्लाइडर चलाकर देखो।

क्या वृत्त के अंदर के बिंदु से स्पर्श रेखा बन सकती है?

नहीं। अंदर के बिंदु से हर रेखा वृत्त को दो बार काटती है।

पहले ये शब्द समझो

वृत्त उन सब बिंदुओं का समूह है जो एक केंद्र O से बराबर दूरी पर हों। यह दूरी त्रिज्या (r) है।

किसी सीधी रेखा को वृत्त के पास रखो। सिर्फ़ तीन बातें हो सकती हैं:

आसान जाँच: केंद्र से रेखा की दूरी d लो। d > r तो कोई बिंदु नहीं, d < r तो दो बिंदु, d = r तो एक बिंदु, यानी स्पर्श रेखा।

किसी बिंदु पर स्पर्श रेखा

मान लो एक छेदक रेखा वृत्त को A और B पर काटती है। इसे धीरे-धीरे बाहर खिसकाओ। A और B पास आते जाते हैं। आख़िर में दोनों मिलकर एक बिंदु बन जाते हैं। वही रेखा स्पर्श रेखा है।

कितनी स्पर्श रेखाएँ?

प्रमेय 1: स्पर्श रेखा त्रिज्या पर लंब होती है

नियम: वृत्त के किसी बिंदु P पर स्पर्श रेखा, त्रिज्या OP पर लंब (90°) होती है।

क्यों? (आसान उपपत्ति)

  1. स्पर्श रेखा पर P के अलावा कोई और बिंदु Q लो।
  2. Q वृत्त के बाहर है, इसलिए OQ त्रिज्या से लंबी है: OQ > OP।
  3. यह हर Q के लिए सच है। तो OP, O से रेखा तक की सबसे छोटी दूरी है।
  4. किसी बिंदु से रेखा तक सबसे छोटी दूरी हमेशा लंब होती है। इसलिए OP ⟂ स्पर्श रेखा।

काम की बात: जहाँ त्रिज्या और स्पर्श रेखा मिलें, वहाँ समकोण लगाओ और पाइथागोरस प्रमेय का उपयोग करो।

प्रमेय 2: बाहरी बिंदु से दोनों स्पर्श रेखाएँ बराबर

नियम: वृत्त के बाहर बिंदु T से खींची गई स्पर्श रेखाएँ TP और TQ बराबर होती हैं।

क्यों?

  1. OP, OQ और OT को मिलाओ।
  2. ∠OPT = ∠OQT = 90° (प्रमेय 1)।
  3. OP = OQ (दोनों त्रिज्याएँ), OT दोनों में साझा।
  4. इसलिए त्रिभुज OPT ≅ OQT (RHS नियम)।
  5. तो TP = TQ (सर्वांगसम त्रिभुजों के संगत भाग)।

साथ में: OT, ∠PTQ को दो बराबर भागों में बाँटती है और ∠PTQ + ∠POQ = 180°।

लंबाई: TP = √(OT² − r²)।

घर पर करके देखो

चूड़ी से कागज़ पर वृत्त बनाओ। स्केल ऐसे रखो कि वह वृत्त को बस एक बिंदु P पर छुए, और रेखा खींचो। कागज़ के वृत्त को दो बार मोड़कर केंद्र ढूँढो। केंद्र को P से जोड़ो और चाँदे से कोण नापो: 90° मिलेगा। फिर बाहर एक बिंदु T लो, दोनों स्पर्श रेखाएँ खींचकर नापो। दोनों बराबर होंगी।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. वृत्त पर के एक बिंदु से कितनी स्पर्श रेखाएँ खींची जा सकती हैं?

सिर्फ़ एक। उस बिंदु पर एक ही रेखा है जो वृत्त को काटे बिना छूती है।

2. त्रिज्या 5 सेमी है और बिंदु T केंद्र से 13 सेमी दूर है। T से स्पर्श रेखा की लंबाई ज्ञात करो।

त्रिभुज OPT में P पर 90° है। TP² = 13² − 5² = 169 − 25 = 144। तो TP = 12 सेमी।

3. T से स्पर्श रेखा 24 सेमी है और OT = 25 सेमी। त्रिज्या ज्ञात करो।

r² = 625 − 576 = 49, तो r = 7 सेमी।

4. T से स्पर्श रेखाएँ TP, TQ हैं और ∠PTQ = 70°। ∠POQ ज्ञात करो।

चतुर्भुज OPTQ में ∠OPT = ∠OQT = 90°। कुल 360°। ∠POQ = 360 − 90 − 90 − 70 = 110°।

5. TP और TQ स्पर्श रेखाएँ हैं, ∠PTQ = 50°। ∠TPQ ज्ञात करो।

TP = TQ, इसलिए त्रिभुज TPQ समद्विबाहु है। ∠TPQ = (180 − 50) ÷ 2 = 65°।

6. चतुर्भुज ABCD की चारों भुजाएँ एक वृत्त को छूती हैं। AB = 6, BC = 7, CD = 4 सेमी। AD ज्ञात करो।

हर कोने से स्पर्श रेखाएँ बराबर हैं, इसलिए AB + CD = BC + AD। 6 + 4 = 7 + AD, तो AD = 3 सेमी।

7. दो संकेंद्रीय वृत्तों की त्रिज्याएँ 5 सेमी और 3 सेमी हैं। बड़े वृत्त की वह जीवा जो छोटे वृत्त को छूती है, उसकी लंबाई ज्ञात करो।

जीवा छोटे वृत्त की स्पर्श रेखा है, इसलिए छोटी त्रिज्या उसके मध्य बिंदु पर 90° बनाती है। आधी जीवा = √(25 − 9) = 4 सेमी। पूरी जीवा = 8 सेमी।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. जो रेखा वृत्त को ठीक एक बिंदु पर मिलती है, वह है:
2. स्पर्श बिंदु पर स्पर्श रेखा और त्रिज्या के बीच कोण:
3. वृत्त के बाहर के बिंदु से कितनी स्पर्श रेखाएँ बनती हैं?
4. r = 3 सेमी, OT = 5 सेमी। स्पर्श रेखा की लंबाई:
5. ∠PTQ = 80° हो तो ∠POQ:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

वृत्त की स्पर्श रेखा क्या है?

वह सीधी रेखा जो वृत्त को सिर्फ़ एक बिंदु पर छूती है। उस बिंदु को स्पर्श बिंदु कहते हैं।

स्पर्श रेखा त्रिज्या पर लंब क्यों होती है?

क्योंकि स्पर्श बिंदु तक की त्रिज्या, केंद्र से स्पर्श रेखा तक की सबसे छोटी दूरी है, और सबसे छोटी दूरी हमेशा लंब होती है।

क्या बाहरी बिंदु से खींची गई स्पर्श रेखाएँ बराबर होती हैं?

हाँ। बाहर के किसी भी बिंदु से खींची गई दोनों स्पर्श रेखाएँ हमेशा बराबर होती हैं। यह RHS सर्वांगसमता से सिद्ध होता है।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

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स्पेन1º BachilleratoGeometry, art and environment
स्पेन2º BachilleratoGeometric foundations
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